DE102022110953A1

DE102022110953A1 - Echt-äquivalenz-zeit-oszilloskop mit zeitbereichs-reflectometer

Info

Publication number: DE102022110953A1
Application number: DE102022110953.4A
Authority: DE
Inventors: Kan Tan
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 2021-05-05
Filing date: 2022-05-04
Publication date: 2022-11-10
Also published as: JP2022173145A; CN115308462A; US11898927B2; US20220357237A1

Abstract

Eine Test- und Messvorrichtung umfasst einen oder mehrere Anschlüsse, die so ausgebildet sind, dass sie mit einer zu testenden Vorrichtung (DUT) verbunden werden können, eine Zeitbereichs-Reflektometrie-Quelle (TDR-Quelle), die so ausgebildet ist, dass sie ein Quellensteuersignal empfängt und ein einfallendes Signal erzeugt, das an das DUT angelegt wird, einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler (ADC), die so ausgebildet sind, dass sie einen Sample-Takt empfangen und das einfallende Signal von der TDR-Quelle und ein Zeitbereichsreflexionssignal (TDR) oder ein Zeitbereichsübertragungssignal (TDT) vom DUT abtasten, um eine einfallende Wellenform und eine TDR/TDT-Wellenform zu erzeugen, einen oder mehrere Prozessoren, die so ausgebildet sind, dass sie Code ausführen, um den einen oder die mehreren Prozessoren zu veranlassen einen Takt-Synthesizer zu steuern, um den Sample-Takt und das Quellensteuersignal zu erzeugen, und eine Periode der TDR-Quelle, eine Periode des Sample-Takts und die Anzahl der Abtastwerte zu verwenden, um Zeitpositionen für Abtastwerte in der einfallenden Wellenform und der TDR/TDT-Wellenform zu bestimmen, und eine Anzeige, die ausgebildet ist, um die einfallende Wellenform und die TDR/TDT-Wellenform anzuzeigen. Ein Verfahren zum Abtasten einer Wellenform unter Verwendung eines Echtzeit-Oszilloskops mit einer Zeitbereichs-Reflektometrie-Quelle, bei welchem die oben erläuterte Test- und Messvorrichtung verwendet wird.

Description

Diese Offenbarung beansprucht die Vorteile der U.S. Provisional Application No. 63/184,723 mit dem Titel „REAL EQUIVALENT TIME OSCILLOSCOPE WITH TIME DOMAIN REFLECTOMETER“, die am 5. Mai 2021 eingereicht wurde und deren Offenbarung hier durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenlegung bezieht sich auf Test- und Messinstrumente und insbesondere auf ein Echt-Äquivalenz-Zeit-Oszilloskop (RET-Oszilloskop).
STAND DER TECHNIK
Das Testen/Debugging von Hochgeschwindigkeitssystemen umfasst die Analyse der Signalintegrität der von einem Oszilloskop („Scope“) erfassten Wellenformen, einschließlich Echtzeit-Oszilloskopen (RT-Oszilloskopen), Oszilloskopen mit äquivalenter Zeit (ET-Oszilloskopen) oder Abtastung, Oszilloskopen und Echt-Äquivalenz-Zeit-Oszilloskopen (RET-Oszilloskopen). RT-Oszilloskope erfassen im Allgemeinen eine gesamte Wellenform, die ein von einer zu testenden Vorrichtung (DUT) erzeugtes Signal in einem Trigger-Ereignis darstellt, und erfassen eine große Anzahl von Datenpunkten in einer kontinuierlichen Aufzeichnung. ET-Oszilloskope messen in der Regel einen Eingangsabtastwert pro Triggerereignis und wiederholen diesen Prozess, wobei jedes Mal eine kleine Verzögerung hinzugefügt wird, bis genügend Abtastwerte gesammelt wurden, um die gesamte Wellenform zu rekonstruieren. Ein RET-Oszilloskop misst mit einer niedrigeren Rate als ein RT-Oszilloskop und einer höheren als ein ET-Oszilloskop und verwendet eine Software-Taktrückgewinnung zur Rekonstruktion der Wellenform ohne Verwendung eines Hardware-Triggers.
Das Testen/Debugging von Hochgeschwindigkeitssystemen umfasst auch eine Netzwerkanalyse. Die Netzwerkanalyse kann mit Hilfe von Zeitbereichs-Reflektometrie (TDR; time domain reflectometry) und/oder Zeitbereichs-Transmissometrie (TDT; time domain transmissometry) und/oder einem Vektornetzwerkanalysator (VNA) durchgeführt werden. Weitere Informationen zur Netzwerkanalyse finden Sie in Tektronix, Inc. „IConnect SW for DSA8300 Sampling Oscilloscope“, verfügbar unter https://www.tek.com/datasheet/productsoftware/iconnect-dsa8300 (im Folgenden „IConnect“). Eine weitere Ressource finden Sie bei Keysight Technologies, Inc. unter „S-Parameter Design“, verfügbar unter https://www.keysight.com/us/en/assets/7018-06743/application-notes/5952-1087.pdf (im Folgenden „S-Parameter Design“).
Typischerweise können ET-Scopes mit einer TDR-Quelle TDR und/oder TDT im Zeitbereich messen. Die TDR/TDT-Ergebnisse im Zeitbereich werden dann in S-Parameter im Frequenzbereich umgewandelt. Mit TDR/TDT und S-Parametern lassen sich die Impedanz der Datenverbindung, die Reflexion und die Einfügedämpfung des Kanals sowie die Auswirkungen des Übersprechens auf den „Opfer“-Kanal überprüfen. Beim Test serieller Hochgeschwindigkeitsdaten können S-Parameter zur Durchführung von Embed/De-Embed-Prozessen verwendet werden.
Figurenliste

1 zeigt eine Ausführungsform einer Test- und Messvorrichtung.
2 zeigt eine grafische Darstellung einer S-Parameter-Messung oder einer TDR/TDT-Messung.
3 zeigt ein Blockdiagramm eines Teils einer Ausführungsform einer Test- und Messvorrichtung mit einer TDR-Quelle, die ein Stufensignal umfasst.
4 zeigt ein Diagramm einer Ausführungsform eines TDR-Stufensignals.
5 zeigt ein Diagramm eines Teils einer ganzen TDR-Periode, die für Zeitbereichsmessungen verwendet wird.
6 zeigt ein Diagramm der Rückflussdämpfung einer Leiterbahn auf einer gedruckten Schaltung.
7 zeigt ein Diagramm der Einfügedämpfung einer Leiterbahn auf einer gedruckten Schaltung.
8 zeigt Augendiagramme von gemessenen Signalen und De-Embed-Signalen unter Verwendung der mit dem VNA gemessenen S-Parameter und der mit TDR/TDT gemessenen Parameter.
9 zeigt ein Blockdiagramm eines Teils einer Ausführungsform einer Test- und Messvorrichtung mit einer TDR-Quelle, die einen DAC und eine Mischquelle umfasst.
10 zeigt ein Diagramm eines Spektrums einer DAC- und Mischer-TDR-Quelle.
11 zeigt ein Diagramm der Spektren verschiedener TDR-Quellen.
12 zeigt ein Blockdiagramm eines Teils einer Test- und Messvorrichtung mit einer Gleitsinussignalquelle.

BESCHREIBUNG
In den hier vorgestellten Ausführungen wird die TDR-Funktionalität in ein RET-Oszilloskop integriert, um TDR- und TDT-Messungen durchzuführen. Es werden auch zwei andere Signaltypen für die Messung von TDR/TDT mit den RET-Oszilloskopen berücksichtigt. In den Ausführungsformen teilen sich die TDR-Quelle und die Abtastschaltung im Oszilloskop den Systemtakt. Die Vorrichtung ordnet die erfassten Abtastwerte direkt den Musterwellenformen zu, ohne dass die standardmäßige RET-Software-Taktrückgewinnung erforderlich ist, die normalerweise zur Rückgewinnung des Takts für digitale Hochgeschwindigkeitssignale verwendet wird. Wie im Folgenden näher erläutert wird, umfassen die Ausführungsformen jedoch mehr als nur die Kombination einer TDR-Quelle mit einem RET-Scope.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Test- und Messvorrichtung 10 mit TDR-Funktionalität. Im Folgenden wird dieses Gerät als RET-Oszilloskop („RET-Scope“) bezeichnet, wobei jedoch keine Einschränkung auf ein Oszilloskop beabsichtigt ist. 1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Test- und Messvorrichtung 10 mit Echtzeitäquivalentzeit gemäß einigen Ausführungsformen der Offenbarung. Das Test- und Messinstrument 10 umfasst einen oder mehrere Anschlüsse 12, bei denen es sich um ein beliebiges elektrisches Signalisierungsmedium handeln kann. Die Ports 12 können Empfänger, Sender und/oder Transceiver umfassen. Jeder Anschluss 12 kann einen Kanal der Test- und Messvorrichtung 10 umfassen. Ein Beispiel für ein RET-Oszilloskop wird in U. S. Pat. App. Nr. 17/182,056 (die '056-Anmeldung), eingereicht am 22. Februar 2021 und veröffentlicht als US Pat. App. Pub. Nr. 2021/0263085 veröffentlicht und hier in vollem Umfang berücksichtigt.
Ein Anschluss 12 empfängt ein Signal von einem DUT und sendet es an eine Track-and-Hold-Schaltung 14 des Samplers. Die Track-and-Hold-Schaltung 14 hält jedes Signal für eine Zeitspanne konstant, die ausreicht, um die Erfassung durch einen oder mehrere hochauflösende Analog-Digital-Wandler (ADC) 18 zu ermöglichen. Der ADC kann unter der Steuerung eines oder mehrerer Prozessoren 22 einen Sample-Takt vom Taktsynthesizer 16 erhalten.
Der ADC 18 wandelt das analoge Signal aus der Track-and-Hold-Schaltung 14 in ein digitales Signal um. Der ADC 18 kann eine Abtastrate haben, die höher ist als die von Äquivalenzzeit-Test- und Messinstrumenten, aber niedriger als die von Echtzeit-Test- und Messinstrumenten. Beispielsweise kann der ADC 18 die Signale mit einer Abtastrate von einigen GS/s bis zu mehreren zehn GS/s abtasten. In einigen Ausführungsformen kann der ADC 18 das Analogsignal zwischen 1 GS/s und 100 GS/s abtasten. In anderen Ausführungsformen kann der ADC 18 das Analogsignal zwischen 2 GS/s und 25 GS/s abtasten. Das digitalisierte Signal des ADC 18 kann dann in einem Erfassungsspeicher 20 gespeichert werden. Das heißt, die Abtastrate wird so eingestellt, dass die Nyquist-Frequenz, die die Hälfte der Abtastrate beträgt, niedriger ist als die analoge Bandbreite des ADC 18. Der ADC 18 könnte ein einzelner hochauflösender ADC sein, z. B. ein 12-Bit-ADC.
Der eine oder die mehreren Prozessoren 22 können so ausgebildet sein, dass sie Befehle aus dem Speicher ausführen und alle durch diese Befehle angegebenen Verfahren und/oder zugehörigen Schritte durchführen. Dazu kann der Empfang der erfassten Signale aus dem Erfassungsspeicher 20 und die Rekonstruktion des zu prüfenden Signals ohne die Verwendung eines Hardware-Triggers oder die Erfassung des Abtastwertes mit hoher Erfassungsrate gehören.
Der Speicher 20 oder jeder andere Speicher der Test- und Messvorrichtung 10 kann als Prozessor-Cache, Direktzugriffsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM), Festkörperspeicher, Festplattenlaufwerk(e) oder ein anderer Speichertyp ausgeführt sein. Der Speicher dient als Medium zum Speichern von Daten, Computerprogrammprodukten und anderen Anweisungen.
Die Benutzerschnittstelle 24 ist mit dem einen oder mehreren Prozessoren 22 gekoppelt. Die Benutzerschnittstelle 24 kann eine Tastatur, eine Maus, einen Trackball, einen Touchscreen und/oder andere Steuerelemente umfassen, mit denen ein Benutzer mit einer grafischen Benutzeroberfläche auf der Anzeige 26 interagieren kann. Bei der Anzeige 26 kann es sich um einen digitalen Bildschirm, eine Kathodenstrahlröhre oder einen anderen Monitor handeln, der dem Benutzer Wellenformen, Messungen und andere Daten anzeigt.
Die Test- und Messvorrichtung gemäß den Ausführungsformen umfasst eine TDR-Quelle (Time Domain Reflectometry-Quelle) 28, die ein Steuersignal 30 vom Takt-Synthesizer 16 empfängt, der üblicherweise von dem/den Prozessor(en) 22 gesteuert wird.
Die Komponenten der Test- und Messvorrichtung 10 sind zwar so dargestellt, dass sie in die Test- und Messvorrichtung 10 integriert sind, doch versteht eine fachlich versierte Person, dass jede dieser Komponenten auch außerhalb der Test- und Messvorrichtung 10 liegen kann. Sie können mit der Test- und Messvorrichtung 10 auf jede herkömmliche Weise verbunden werden, wie z. B. über verdrahtete und/oder drahtlose Kommunikationsmedien und/oder - mechanismen. In einigen Beispielen kann die Anzeige 26 beispielsweise von der Test- und Messvorrichtung 10 entfernt sein.
2 zeigt ein Diagramm der grundlegenden Messung von TDR/TDT und S-Parameter. Das Signal Incident 1 ist die einfallende Wellenform, die an die zu testende Vorrichtung (DUT) 32 gesendet wird, das Signal Reflection 1 umfasst die TDR-Wellenform mit Incident 2 als Abschluss. Das Signal Through 2 ist die TDT-Wellenform. Die Wellenformen werden mit einem Oszilloskop oder einem anderen Datenerfassungsgerät, wie z. B. einem Digitalisierer, erfasst. Das Verhältnis zwischen dem Reflexionssignal (Reflection-Signal) und dem einfallenden Signal (Incident-Signal) im Frequenzbereich wird als Reflexionsverhältnis definiert. Das Verhältnis des Durchgangssignals zum Einfallssignal im Frequenzbereich wird als Einfügungsdämpfung bezeichnet. Siehe z. B. S-Parameter Design.
In den folgenden Ausführungen bedeutet der Begriff „einfallendes Signal“ oder „einfallend“ das von der TDR-Quelle erzeugte Signal oder die Wellenform. Die Begriffe „Zeitbereichssignal“, „Zeitbereichswellenform“ oder „TD-Wellenform“ bezeichnen die Zeitbereichsreflexion (TDR), die Zeitbereichsübertragung (TDT; time domain transmission) oder ein anderes Signal, das das DUT in Reaktion auf das einfallende Signal erzeugt.
3 zeigt einen Teil einer Ausführungsform einer Test- und Messvorrichtung, wie die Test- und Messvorrichtung 10 von 1, in der die TDR-Quelle, wie die TDR-Quelle 28 von 1, ein TDR-Stufensignal 36, typischerweise eine Spannungs- oder Stromquelle, und einen Taktteiler 34 umfasst. Der vom Taktteiler 34 erzeugte TDR-Takt treibt das TDR-Stufensignal an, das das in 2 gezeigte Incident-Signal umfasst. In dieser Ausführungsform umfasst das TDR-Steuersignal 30 aus 1 ein vorläufiges TDR-Taktsignal vom Taktsynthesizer 16 zum Taktteiler 34.
Das Zeitbereichssignal (TD-Signal) von 3 umfasst das in 2 dargestellte Reflexions-/Durchgangssignal. Die Kanäle des RET-Oszilloskops erfassen sowohl das einfallende Signal als auch das Reflexions-/Durchgangssignal als einfallende Wellenform und TD-Wellenform. Die Netzwerkanalyse auf dem RET-Oszilloskop, wie z. B. die S-Parameter-Analyse und die Z-Linien-Analyse, kann wie beim ET-Oszilloskop durchgeführt werden, sobald es die Musterwellenformen erfasst hat. In dieser Ausführungsform kann nur einer der ADCs 18 verwendet werden.
Der ADC 18 des RET-Oszilloskops tastet mit einer festen Abtastrate ab, die asynchron zur Wiederholungsrate des TDR-Stufensignals ist. In 4 hat das TDR-Stufensignal eine Periode von T_TDR. Das RET-Oszilloskop tastet mit einer Abtastperiode von T_sample. Beim RET-Oszilloskop ist die Abtastrate nicht ausreichend, um Aliasing zu verhindern. Gleichung (1) wird verwendet, um die Abtastwerte an die entsprechende Stelle in der Wellenform des Signalmusters zu setzen: $t_{R E T} (i) = m o d (i * T_{s a m p l e,} T_{T D R})$
wobei die mod Funktion den Rest von i * T_sample geteilt durch T_TDR.
Die RET-Abtastrate ist nicht hoch genug, um Aliasing zu verhindern. Zum Beispiel könnte die Abtastperiode T_sample = 500 ps für eine Abtastrate von 2GS/s sein, während die analoge Bandbreite 70 GHz betragen könnte, wie in der Anmeldung '056 beschrieben. Der „Clock Synthesizer“ und der „Clock Divider“ können so ausgebildet werden, dass die t_RET in Gleichung (1) die Wellenformspanne mit ausreichender Dichte abdeckt. Zum Beispiel: $R e f e r e n z t a k t = 10 M H z . D i e s i s t t y p i s c h f \ddot{u} r P r \ddot{u} f g e r a t e .$
$\begin{array}{l} T a k t s y n t h e s i z e r e r z e u g t'' S a m p l e - T a k t'' = 2 G H z d u r c h 200 * R e f C l o c k \\ = 200 * 10 M H z = 2 G H z . \end{array}$
$\begin{array}{l} T a k t s y n t h e s i z e r e r z e u g t'' T D R - T a k t v o r'' = 2,01 G H z d u r c h 201 * R e f C l o c k \\ = 201 * 10 M H z = 2,01 G H z . \end{array}$
Der TDR-Takt wird so gewählt, dass er die Einschwingzeit der TDR/TDT-Wellenformen abdeckt. Bei einer Ziel-TDR-Taktperiode von über 10 µs können die folgenden Gleichungen (2) und (3) verwendet werden, um den Taktteilerwert für die äquivalente Abtastperiode für das RET-Oszilloskop zu wählen: $T_{s a m p l e_R E T} = m o d (T_{T D R}, T_{s a m p l e})$
wobei mod die Operation mod ist, die den Rest der Division ergibt. Und $T_{T D R} = T D R l o c k p r e * C l o c k D i v i d e r$
Der Wert des Clock Divider kann aus (2) und (3) gewählt werden, um sowohl den Wert von T_{sample_RET} und der Wert von T_TDR nahe an den gewünschten Werten liegen zu lassen. Zum Beispiel kann der folgende Wert des Clock Divider gewählt werden, um etwa 2,5 ps als Rest in Gleichung (2) zu erhalten, was dem T_{sample_RET} entspricht mit: $C l o c k - T e i l e r = 20099$
Mit dieser Konfiguration beträgt die TDR-Periode T_TDR fast 10us: $T_{T D R} = T D R c l o c k p r e * C l o c k D i v i d e r = \frac{1}{2.01 G H z} * 20099 = 9.9995 u s$
5 zeigt, dass das Oszilloskop in der Regel die TD-Wellenform in einem Fensterabschnitt des T_TDR wobei die Fensterdauer mit T_window. Das RET-Oszilloskop erfasst Abtastwerte über die gesamte Dauer von T_TDR, was bedeutet, dass nur ein Teil der roh erfassten Abtastwerte für die Messung der TD-Wellenform nützlich ist.
Bei einer typischen S-Parameter-Messung beträgt die Frequenzauflösung etwa 10 MHz. Sie erfordert ein Zeitfenster von 100 ns. Ein typisches TDR-Signal mit einer Wiederholrate von 100 kHz hat eine Periode von 10 µs. In diesem Fall beträgt die T_window 1% von T_TDR Für das RET-Oszilloskop, das mit 2 GS/s abtastet, wie in der Anmeldung '056 beschrieben, beträgt die effektive Abtastrate für TDR/TDT 1 % der RET-Abtastrate, was eine effektive Abtastrate von 20 MS/s ergibt. Die effektive Abtastrate von 20 MS/s ist 100-mal höher als die Abtastrate eines typischen ET-Abtastoszilloskops von 200 kS/s. Durch den Geschwindigkeitsvorteil des RET-Oszilloskops gegenüber dem ET-Oszilloskop können schnellere Messungen und eine höhere Genauigkeit erzielt werden, da bei gleicher Erfassungszeit mehr Daten erfasst werden. Mit durchschnittlich 100 Mal mehr Daten kann das Zufallsrauschen im Messsystem um 20 dB reduziert werden: $20 * l o g_{10} \sqrt{100} = 20 d B .$
Bei einer 10-fachen Datenmenge würde die Rauschunterdrückung im Durchschnitt 10 dB betragen.
Die Umgehung einer Verstärkungsstufe im RET-Oszilloskop kann das vertikale Rauschen für die TDR/TDT-Messung verbessern, weil dadurch das durch den Vorverstärker verursachte vertikale Rauschen vermieden wird. Ein ADC mit höherer Auflösung trägt ebenfalls zur Verringerung des Rauschens bei.
Das RET-Oszilloskop mit der TDR-Quelle und der TD-Messung kann ein Verfahren zur Anwendung eines Kalibrierungs-Kits (Calkit) zur Durchführung einer Kurzzeit-Offenlast-Durchgangskalibrierung (SOLT) oder einer ähnlichen Kalibrierung umfassen. Durch die Kalibrierung können die Referenzebenen genau festgelegt werden.
Die Erfinder demonstrierten ein RET-Scope mit TDR/TDT-Funktionalität unter Verwendung eines Echtzeit-Oszilloskops mit einer externen schnellen Stufensignalquelle. 6 zeigt den Vergleich des Rückflussdämpfungsterms (S11) einer 2,4-Zoll-Leiterplattenschaltung, gemessen mit dem RET-Oszilloskop mit TDR als Kurve 40 und mit dem VNA als Kurve 42. 7 zeigt einen ähnlichen Vergleich für die Einfügedämpfung, bezeichnet als S21, mit denselben beiden Quellen der Kurven 40 und 42.
7 zeigt die Augendiagramme für ein 16-Gb/s-NRZ-Signal (non-return-to-zero-Signal). Diese resultieren aus der Verwendung einer längeren PCB-Leiterbahn, um „Deembed“-Effekte besser zu demonstrieren, da die längere PCB-Leiterbahn eine größere ISI (Intersymbol-Interferenz) erzeugt. Das Augendiagramm 44 oben links stellt eine Wellenform dar, die am Ende einer 12-Zoll PCB-Leiterbahn erfasst wurde. Das Augendiagramm zeigt eine große ISI, die hauptsächlich durch die Kanaleinfügungsdämpfung verursacht wird. Augendiagramm 46 stellt die Wellenform dar, die vor der 12-Zoll PCB-Leiterbahn erfasst wurde. Das Augendiagramm 46 hat ein weit geöffnetes Auge. Dieses Augendiagramm dient als goldene Referenz für eine deembeded Wellenform, die am Ende des Kanals erfasst wurde. Unten links 47 zeigt das Augendiagramm, das die deembeded Wellenform unter Verwendung des mit dem VNA gemessenen S-Parameters darstellt, und unten rechts 48 zeigt das Augendiagramm, das die deembeded Wellenform unter Verwendung des mit dem Oszilloskop mit TDR/TDT gemessenen S-Parameters darstellt.
Das numerische Beispiel zeigt, dass die mit dem VNA gemessenen S-Parameter und die mit dem TDR gemessenen S-Parameter bei niedrigen Frequenzen gut übereinstimmen, während der Unterschied bei höheren Frequenzen zunimmt. Die Deembed-Ergebnisse sind vergleichbar zwischen den mit dem VNA gemessenen S-Parametern und den mit dem Oszilloskop gemessenen S-Parametern, und die Deembed-Augendiagramme stimmen mit dem goldenen Referenz-Augendiagramm überein.
Das Spektrum eines Stufensignals weist von der Größenordnung das folgende 1/f-Profil auf, wie in 11 dargestellt. Die Energie nimmt bei höheren Frequenzen ab. Bei konstantem Rauschpegel nimmt das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) bei höheren Frequenzen ab. Dies stellt eine Einschränkung für die stufenbasierte TDR/TDT-Lösung dar. Die numerischen Beispiele in 6 und 7 zeigen eine erhöhte Ungenauigkeit bei höheren Frequenzen. Eine Erhöhung der Anzahl der Mittelwerte kann den SNR verringern. Durch die Erhöhung der Anzahl der Mittelwerte erhöht sich jedoch die Zeit, die für die Durchführung der TDR/TDT-Messungen benötigt wird.
9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer TDR-Quelle 28 in einem RET-Oszilloskop 10. In dieser Ausführung umfasst die TDR-Quelle einen Digital-Analog-Wandler (DAC) 52 zur Erzeugung einer bandbreitenbegrenzten Musterwellenform sowie einen lokalen Oszillator (LO) 56 und einen Mischer 54 zur Abdeckung verschiedener Frequenzbänder. In dieser Ausführungsform ist das Quellensteuersignal 30 ein DAC-Takt 50, der vom Taktsynthesizer 16 an den DAC 52 gesendet wird.
Der DAC 16 kann eine Musterwellenform erzeugen, die mehrere Oberwellen mit konstanter Energie über eine begrenzte Bandbreite enthält, und diese Musterwellenform an den Mischer 54 liefern. Der Arbitrary Waveform Generator (AWG) ist ein handelsüblicher DACbasierter Signalgenerator. Für TDR/TDT-Messungen enthält das Signalmuster mehrere Oberschwingungen und wird normalerweise mit programmierten Phasen für jede Oberschwingung implementiert. Dadurch wird der vertikale Bereich des DAC besser ausgenutzt. Um beispielsweise 100 Oberschwingungen zu erzeugen, führt die Ausrichtung der Phasen aller Oberschwingungen dazu, dass das Zeitbereichssignal wie ein schmaler Impuls aussieht. Da der vertikale Bereich des DAC begrenzt ist, hat das aus dem DAC kommende Signal nur eine begrenzte Energie. Eine zufällige Anordnung der Phasen der Oberwellen führt zu einer Wellenform, die wie ein zufälliges Rauschen aussieht und die Spitze des Zeitsignals reduziert. Bei gleichem DAC-Vertikalbereich hat das aus dem DAC kommende Signal eine höhere Energie. Dies wirkt sich positiv auf das SNR aus und führt zu genaueren TDR/TDT-Messungen bei höheren Frequenzen.
Die am Mischer 54 empfangene Musterwellenform mischt das Signal des lokalen Oszillators 56, um die einfallende Wellenform 54 zu erzeugen. In dieser Ausführungsform umfasst der ADC 18 zwei ADCs. Ein ADC 58 empfängt die einfallende Wellenform, um sie bei 62 anzuzeigen. Das DUT 28 empfängt ebenfalls die einfallende Wellenform und erzeugt die TD-Wellenform für den ADC 60, der die TD-Wellenform 64 anzeigt.
Der Mischer kann verwendet werden, um das Spektrum des vom DAC erzeugten Signals in höhere Frequenzbänder zu verschieben, wodurch ein breiteres Spektrum abgedeckt werden kann. Wie in 10 dargestellt, werden durch Mischen von Signalen mit den Frequenzen f1, f2, ... die höherfrequenten Signale für die TDR/TDT-Messung erzeugt. Es ist zu beachten, dass die Energie der Oberwellen, wenn sie zu einer höheren Frequenz gemischt werden, auf einem konstanten Energieniveau bleibt, wenn der Mischer eine ausreichende Bandbreite hat. Diese Eigenschaft verleiht der auf DAC und Mischer basierenden TDR-Quelle den Vorteil eines besseren SNR gegenüber der stufenbasierten TDR-Quelle bei höheren Frequenzen, wie in 11 gezeigt, auf die später noch näher eingegangen wird.
Das RET-Oszilloskop in 9 erfasst die Abtastwerte und verwendet dieselbe Gleichung (1), um die Musterwellenform zu erstellen. Die SOLT-Kalibrierung funktioniert auf dieselbe Weise wie bei der Verwendung der stufenbasierten TDR-Quelle durch das System.
In einer anderen, in 12 gezeigten Ausführungsform umfasst die TDR-Quelle 28 im RET-Scope 10 einen Sinussignalgenerator. Das Oszilloskop misst in dieser Ausführungsform jeweils eine Frequenz. Das Quellensteuersignal 30 umfasst das Frequenzsteuersignal, das vom Taktsynthesizer 16 an die Sinus-Sweep-Quelle (Gleitsinus-Quelle) 68 gesendet wird. Die TDR/TDT-Messung über Frequenzen dauert länger als bei der stufenbasierten TDR-Quelle oder bei der DAC- und Mischer-basierten TDR-Quelle. Dieser Ansatz hat das beste SNR bei jeder Frequenz, da sich die gesamte Signalenergie auf eine Oberwelle konzentriert, ähnlich wie bei einem VNA, der S-Parameter bei jeweils einer Frequenz misst.
Das RET-Oszilloskop von 12 erfasst die Abtastwerte und erzeugt dann die Sinuswellenform unter Verwendung derselben Gleichung (1), da die Periode des Sinussignals bekannt ist. Die SOLT-Kalibrierung funktioniert auf die gleiche Weise wie bei der Verwendung der stufenbasierten TDR-Quelle. Der Sinus-Sweep-Generator 68 sendet die einfallende Wellenform an den Einfalls-ADC 58 zur Anzeige bei 62 und an das DUT 28. Das DUT 28 sendet dann die jeweils verwendete TD-Wellenform an den ADC 60 zur Anzeige bei 64.
11 zeigt einen Vergleich des Betrags im Verhältnis zur Frequenz für die drei verschiedenen hier besprochenen Ausführungsformen. 11 zeigt das Spektrum des Stufensignals auf der linken Seite, das Spektrum des DAC-Mischers in der Mitte und die Sinuswelle auf der rechten Seite.
Diese Offenlegung beschreibt verschiedene Ausführungsformen von RET-Oszilloskopen mit TDR. Da das RET-Oszilloskop in der Lage ist, S-Parameter bis zu höheren Frequenzen zu messen und Hochgeschwindigkeits-Datenwellenformen zu erfassen und zu messen, wird es zu einem vielseitigen Werkzeug, mit dem sowohl die Netzwerkanalyse als auch die Wellenformanalyse durchgeführt werden kann, die für die Prüfung/Messung von seriellen Hochgeschwindigkeitsdaten erforderlich sind. Die RET-Oszilloskoplösung bietet erhebliche Vorteile gegenüber ET-Oszilloskoplösungen. Mit der DAC-basierten TDR-Quelle hat die RET-Oszilloskoplösung das Potenzial, genaue S-Parameter bei hohen Frequenzen zu liefern.
Aspekte der Offenlegung können auf einer speziell entwickelten Hardware, auf Firmware, digitalen Signalprozessoren oder auf einem speziell programmierten Allzweckcomputer mit einem Prozessor, der nach programmierten Anweisungen arbeitet, funktionieren. Die Begriffe Controller oder Prozessor, wie sie hier verwendet werden, sollen Mikroprozessoren, Mikrocomputer, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), Field Programmable Gate Array (FPGA) und spezielle Hardware-Controller umfassen. Ein oder mehrere Aspekte der Offenbarung können in computerverwendbaren Daten und computerausführbaren Befehlen verkörpert sein, z. B. in einem oder mehreren Programmmodulen, die von einem oder mehreren Computern (einschließlich Überwachungsmodulen) oder anderen Geräten ausgeführt werden. Im Allgemeinen umfassen Programmmodule Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen usw., die bestimmte Aufgaben ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren, wenn sie von einem Prozessor in einem Computer oder einem anderen Gerät ausgeführt werden. Die computerausführbaren Anweisungen können auf einem nicht transitorischen, computerlesbaren Medium wie einer Festplatte, einer optischen Platte, einem Wechselspeichermedium, einem Festkörperspeicher, einem Random Access Memory (RAM) usw. gespeichert sein. Wie dem Fachmann klar sein wird, kann die Funktionalität der Programm-Module in verschiedenen Aspekten beliebig kombiniert oder verteilt werden. Darüber hinaus kann die Funktionalität ganz oder teilweise in Firmware oder Hardware-Äquivalenten wie integrierten Schaltungen, FPGA und dergleichen verkörpert sein. Bestimmte Datenstrukturen können verwendet werden, um einen oder mehrere Aspekte der Offenbarung effektiver zu implementieren, und solche Datenstrukturen werden im Rahmen der hier beschriebenen computerausführbaren Anweisungen und computerverwendbaren Daten in Betracht gezogen.
Die offengelegten Aspekte können in einigen Fällen in Hardware, Firmware, Software oder einer Kombination davon implementiert werden. Die offengelegten Aspekte können auch in Form von Befehlen implementiert werden, die auf einem oder mehreren nicht-übertragbaren computerlesbaren Medien gespeichert sind, die von einem oder mehreren Prozessoren gelesen und ausgeführt werden können. Solche Anweisungen können als Computerprogrammprodukt bezeichnet werden. Computerlesbare Medien, wie hier beschrieben, sind alle Medien, auf die ein Computer zugreifen kann. Computerlesbare Medien können zum Beispiel Computerspeichermedien und Kommunikationsmedien umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Computerspeichermedien sind alle Medien, die zum Speichern von computerlesbaren Informationen verwendet werden können. Zu den Computerspeichermedien gehören beispielsweise RAM, ROM, EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), Flash-Speicher oder andere Speichertechnologien, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), DVD (Digital Video Disc) oder andere optische Plattenspeicher, Magnetkassetten, Magnetbänder, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen sowie alle anderen flüchtigen oder nicht flüchtigen, entfernbaren oder nicht entfernbaren Medien, die in beliebigen Technologien eingesetzt werden. Computerspeichermedien schließen Signale als solche und vorübergehende Formen der Signalübertragung aus.
Kommunikationsmedien sind alle Medien, die für die Übertragung von computerlesbaren Informationen verwendet werden können. Zu den Kommunikationsmedien gehören beispielsweise Koaxialkabel, Glasfaserkabel, Luft oder jedes andere Medium, das für die Übertragung von elektrischen, optischen, Hochfrequenz- (HF), Infrarot-, akustischen oder anderen Signalen geeignet ist.
Außerdem wird in dieser schriftlichen Beschreibung auf bestimmte Merkmale verwiesen. Es ist davon auszugehen, dass die Offenbarung in dieser Spezifikation alle möglichen Kombinationen dieser besonderen Merkmale umfasst. Wenn beispielsweise ein bestimmtes Merkmal im Zusammenhang mit einem bestimmten Aspekt offenbart wird, kann dieses Merkmal, soweit möglich, auch im Zusammenhang mit anderen Aspekten verwendet werden.
Auch wenn in dieser Anmeldung auf ein Verfahren mit zwei oder mehr definierten Schritten oder Vorgängen Bezug genommen wird, können die definierten Schritte oder Vorgänge in beliebiger Reihenfolge oder gleichzeitig ausgeführt werden, sofern der Kontext diese Möglichkeiten nicht ausschließt.
BEISPIELE
Im Folgenden werden Beispiele für die offengelegten Technologien aufgeführt. Eine Ausführungsform der Technologien kann eines oder mehrere und jede Kombination der unten beschriebenen Beispiele umfassen.
Beispiel 1 ist eine Test- und Messvorrichtung, die Folgendes umfasst: einen oder mehrere Anschlüsse, die so ausgebildet sind, dass sie mit einer zu testenden Vorrichtung (DUT) verbunden werden können; eine Zeitbereichs-Reflektometrie-Quelle (TDR-Quelle), die so ausgebildet ist, dass sie ein Quellensteuersignal empfängt und ein einfallendes Signal erzeugt, das an das DUT angelegt wird einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler (ADC), die so ausgebildet sind, dass sie einen Sample-Takt empfangen und das einfallende Signal von der TDR-Quelle und ein Zeitbereichsreflexionssignal (TDR) oder ein Zeitbereichsübertragungssignal (TDT) vom DUT abtasten, um eine einfallende Wellenform und eine TDR/TDT-Wellenform zu erzeugen; einen oder mehrere Prozessoren, die so ausgebildet sind, dass sie Code ausführen, um den einen oder die mehreren Prozessoren zu veranlassen einen Takt-Synthesizer zu steuern, um den Sample-Takt und das Quellensteuersignal zu erzeugen, und eine Periode der TDR-Quelle, eine Periode des Sample-Takts und die Anzahl der Abtastwerte zu verwenden, um Zeitpositionen für Abtastwerte in der einfallenden Wellenform und der TDR/TDT-Wellenform zu bestimmen; und eine Anzeige, die ausgebildet ist, um die einfallende Wellenform und die TDR/TDT-Wellenform anzuzeigen.
Beispiel 2 ist die Test- und Messvorrichtung von Beispiel 1, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so ausgebildet sind, dass sie einen Code ausführen, um den einen oder die mehreren Prozessoren zu veranlassen, Zeitpositionen gemäß folgender Gleichung zu bestimmen: t_RET (i) = mod(i* T_sample, T_TDR), wobei T_sample die Periode des Sample-Takts ist und T_TDR die Periode des TDR-Taktsignals ist und dem anfänglichen TDR-Taktsignal multipliziert mit einem Taktteiler entspricht.
Beispiel 3 ist die Test- und Messvorrichtung von Beispiel 2, wobei eine Abtastperiode gleich ist: T_{sample_RET} = mod(T_TDR , T_sample).
Beispiel 4 ist die Test- und Messvorrichtung eines der Beispiele 1 bis 3, wobei: das Quellensteuersignal ein vorläufiges TDR-Taktsignal umfasst; und die TDR-Quelle einen Taktteiler und einen Stufensignalgenerator umfasst, wobei der Taktteiler so ausgebildet ist, dass er das Quellensteuersignal empfängt, um einen TDR-Takt zu erzeugen, und der Stufensignalgenerator so, dass er den TDR-Takt empfängt und das an das DUT anzulegende einfallende Signal erzeugt.
Beispiel 5 ist die Test- und Messvorrichtung nach einem der Beispiele 1 bis 4, wobei der eine oder die mehreren ADCs einen ADC umfassen, der so ausgebildet ist, dass er das einfallende Signal von der TDR-Quelle und das TDR/TDT-Signal vom DUT empfängt.
Beispiel 6 ist die Test- und Messvorrichtung eines der Beispiele 1 bis 5, wobei: das Quellensteuersignal ein Digital-Analog-Wandler (DAC)-Taktsignal umfasst; und die TDR-Quelle umfasst: einen DAC, der so ausgebildet ist, dass er das DAC-Taktsignal empfängt und eine Musterwellenform erzeugt; einen lokalen Oszillator, um ein oszillierendes Signal zu erzeugen; und einen Mischer, der so ausgebildet ist, dass er die Musterwellenform vom DAC und das oszillierende Signal vom lokalen Oszillator empfängt und das einfallende Signal erzeugt, das an das DUT angelegt wird.
Beispiel 7 ist die Test- und Messvorrichtung von Beispiel 6, wobei der eine oder die mehreren ADCs einen Einfalls-ADC umfassen, der so ausgebildet ist, dass er das einfallende Signal vom Mischer empfängt, und einen TDR/TDT-ADC, der so ausgebildet ist, dass er das TDR/TDT-Signal vom DUT empfängt.
Beispiel 8 ist die Test- und Messvorrichtung aus Beispiel 6, wobei der Mischer und der lokale Oszillator weiterhin so ausgebildet sind, dass sie ein Spektrum der Musterwellenform in ein höheres Frequenzband verschieben.
Beispiel 9 ist die Test- und Messvorrichtung aus einem der Beispiele 1 bis 8, wobei: das Quellensteuersignal ein Frequenzauswahlsignal umfasst; und die TDR-Quelle einen Signalgenerator umfasst, der so ausgebildet ist, dass er das Frequenzauswahlsignal empfängt und eine Sinuswelle als einfallendes Signal erzeugt.
Beispiel 10 ist die Test- und Messvorrichtung von Beispiel 9, wobei der eine oder die mehreren ADCs einen Einfalls-ADC umfassen, der so ausgebildet ist, dass er das einfallende Signal vom Signalgenerator empfängt, und einen TDR/TDT-ADC, der so ausgebildet ist, dass er das TDR/TDT-Signal vom DUT empfängt.
Beispiel 11 ist ein Verfahren zum Abtasten einer Wellenform unter Verwendung eines Echtzeit-Oszilloskops mit einer Zeitbereichs-Reflektometrie-Quelle, das Folgendes umfasst: Steuern eines Takt-Synthesizer, um einen Sample-Takt und ein Quellensteuersignal zu erzeugen; Verwenden einer Zeitbereichs-Reflektometrie (TDR)-Quelle, um das Quellensteuersignal zu empfangen und ein einfallendes Signal zu erzeugen, das an eine zu testende Vorrichtung (DUT) angelegt werden soll; Empfangen des Sample-Taktes an einem oder mehreren Analog-Digital-Wandlern (ADC) und Abtasten des einfallenden Signals von der TDR-Quelle und eines TDR/TDT-Signals vom DUT, um eine einfallende Wellenform und eine TDR/TDT-Wellenform zu erzeugen; Bestimmen von Zeitpositionen für Abtastwerte in der einfallenden Wellenform und der TDR/TDT-Wellenform unter Verwendung einer Periode der TDR-Quelle, einer Periode des Sample-Taktes und einer Anzahl von Abtastwerten; und Anzeigen der einfallenden Wellenform und der TDR/TDT-Wellenform.
Beispiel 12 ist das Verfahren von Beispiel 11, wobei das Bestimmen von Zeitpositionen für Abtastwerte weiterhin das Bestimmen von Zeitpositionen von Abtastwerten gemäß: t_RET (i) = mod(i* T_sample, T_TDR) umfasst, wobei T_sample die Periode des Sample-Taktes ist und T_TDR die Periode des TDR-Taktsignals ist und dem anfänglichen TDR-Taktsignal multipliziert mit einem Taktteiler entspricht.
Beispiel 13 ist das Verfahren von Beispiel 12, wobei eine Sample-Periode (Abtastperiode) gleich ist: T_{sample_RET}= mod(T_TDR, T_sample).
Beispiel 14 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 11 bis 14, wobei: das Quellensteuersignal ein vorläufiges TDR-Taktsignal umfasst; und wobei die Verwendung der TDR-Quelle zum Empfangen des Quellensteuersignals und zum Erzeugen des an das DUT anzulegenden einfallenden Signals Folgendes umfasst: Anlegen eines Taktteilers an das vorläufige TDR-Taktsignal, um einen TDR-Takt zu erzeugen; und Verwenden eines Stufensignalgenerators zum Empfangen des TDR-Takts und Erzeugen des an das DUT anzulegenden einfallenden Signals.
Beispiel 15 ist das Verfahren von Beispiel 14, wobei das Abtasten des einfallenden Signals an einem oder mehreren ADCs das Abtasten des einfallenden Signals von der TDR-Quelle und des TDR/TDT-Signals von dem DUT an einem ADC umfasst.
Beispiel 16 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 11 bis 15, wobei: das Quellensteuersignal ein Digital-Analog-Wandler (DAC)-Taktsignal umfasst; und wobei die Verwendung der TDR-Quelle zum Empfangen des Quellensteuersignals und zum Erzeugen des an das DUT anzulegenden einfallenden Signals Folgendes umfasst: die Verwendung eines DAC zum Empfangen des DAC-Taktsignals und zum Erzeugen einer Musterwellenform; das Erzeugen eines oszillierenden Signals; und das Mischen der Musterwellenform vom DAC und des oszillierenden Signals zum Erzeugen des an das DUT anzulegenden einfallenden Signals.
Beispiel 17 ist das Verfahren von Beispiel 16, wobei das Abtasten des einfallenden Signals an einem oder mehreren ADCs das Abtasten des einfallenden Signals von der TDR-Quelle an einem Einfalls-ADC und des TDR/TDT-Signals von dem DUT an einem TDR/TDT-ADC umfasst.
Beispiel 18 ist das Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Mischen der Musterwellenform und des oszillierenden Signals das Verschieben eines Spektrums der Musterwellenform in ein höheres Frequenzband umfasst.
Beispiel 19 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 11 bis 16, wobei: das Quellensteuersignal ein Frequenzauswahlsignal umfasst; und wobei die Verwendung der TDR-Quelle zum Empfangen des Quellensteuersignals und zum Erzeugen des an das DUT anzulegenden einfallenden Signals umfasst: die Verwendung eines Signalgenerators zum Empfangen des Frequenzauswahlsignals und zum Erzeugen einer Sinuswelle als das an das DUT anzulegende einfallende Signal.
Beispiel 20 ist das Verfahren nach einem der Beispiele 16 bis 19, wobei das Abtasten des einfallenden Signals an einem oder mehreren ADCs das Abtasten des einfallenden Signals von der TDR-Quelle an einem Einfalls-ADC und des TDR/TDT-Signals vom DUT an einem TDR/TDT-ADC umfasst.
Alle in der Beschreibung, einschließlich der Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen, offengelegten Merkmale und alle Schritte in jedem offengelegten Verfahren oder Prozess können in jeder Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen, bei denen sich zumindest einige dieser Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen. Jedes in der Beschreibung, einschließlich der Ansprüche, der Zusammenfassung und der Zeichnungen, offenbarte Merkmal kann durch alternative Merkmale ersetzt werden, die dem gleichen, gleichwertigen oder ähnlichen Zweck dienen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Obwohl bestimmte Aspekte der Offenbarung zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt und beschrieben wurden, können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sollte die Offenbarung nicht eingeschränkt werden, außer durch die beigefügten Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63/184723 [0001]
US 17/182056 [0007]
US 2021/0263085 [0007]

Claims

Eine Test- und Messvorrichtung, weist auf: einen oder mehrere Anschlüsse, die zum Anschließen an eine zu testende Vorrichtung (DUT) ausgebildet sind; eine Zeitbereichs-Reflektometrie-Quelle (TDR-Quelle), die so ausgebildet ist, dass sie ein Quellensteuersignal empfängt und ein einfallendes Signal erzeugt, das an das DUT angelegt wird; einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler (ADC), die so ausgebildet sind, dass sie einen Sample-Takt empfangen und das einfallende Signal von der TDR-Quelle und ein Zeitbereichsreflexions-Signal (TDR-Signal) oder ein Zeitbereichsübertragungs-Signal (TDT-Signal) vom DUT abtasten, um eine einfallende Wellenform und eine TDR/TDT-Wellenform zu erzeugen; einen oder mehrere Prozessoren, die so ausgebildet sind, dass sie einen Code ausführen, um den einen oder die mehreren Prozessoren zu Folgendem zu veranlassen: Steuern eines Taktsynthesizer, um den Sample-Takt und das Quellensteuersignal zu erzeugen, und Verwenden einer Periode der TDR-Quelle, einer Periode des Sample-Taktes und der Anzahl der Abtastwerte, um Zeitpositionen für Abtastwerte in der einfallenden Wellenform und der TDR/TDT-Wellenform zu bestimmen; und eine Anzeige, die zum Darstellen der einfallenden Wellenform und der TDR/TDT-Wellenform ausgebildet ist.
Die Test- und Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der eine oder die mehreren Prozessoren ferner so ausgebildet sind, dass sie einen Code ausführen, der den einen oder die mehreren Prozessoren veranlasst, die Zeitpositionen entsprechend zu bestimmen: t_RET (i) = mod(i* T_sample, T_TDR), wobei T_sample die Periode des Sample-Takts ist und T_TDR die Periode des TDR-Taktsignals ist und dem anfänglichen TDR-Taktsignal multipliziert mit einem Taktteiler entspricht.
Die Test- und Messvorrichtung nach Anspruch 2, wobei eine Abtastperiode gleich ist: $T_{s a m p l e_R E T} = m o d (T_{T D R}, T_{s a m p l e}) .$
Die Test- und Messvorrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Quellensteuersignal ein vorläufiges TDR-Taktsignal umfasst; und die TDR-Quelle einen Taktteiler und einen Stufensignalgenerator umfasst, wobei der Taktteiler so ausgebildet ist, dass er das Quellensteuersignal empfängt, um einen TDR-Takt zu erzeugen, und der Stufensignalgenerator den TDR-Takt empfängt und das einfallende Signal erzeugt, das an das DUT angelegt wird.
Die Test- und Messvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der eine oder die mehreren ADCs einen ADC umfassen, der so ausgebildet ist, dass er das einfallende Signal von der TDR-Quelle und das TDR/TDT-Signal vom DUT empfängt.
Die Test- und Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Quellensteuersignal ein Taktsignal eines Digital-Analog-Wandlers (DAC) umfasst; und die TDR-Quelle umfasst: einen DAC, der so ausgebildet ist, dass er das DAC-Taktsignal empfängt und eine Musterwellenform erzeugt; einen lokalen Oszillator zur Erzeugung eines oszillierenden Signals; und einen Mischer, der so ausgebildet ist, dass er die Musterwellenform vom DAC und das Schwingungssignal vom lokalen Oszillator empfängt und das einfallende Signal erzeugt, das an das DUT angelegt wird.
Die Test- und Messvorrichtung nach Anspruch 6, wobei der eine oder die mehreren ADCs einen Einfalls-ADC umfassen, der so ausgebildet ist, dass er das einfallende Signal vom Mischer empfängt, und einen TDR/TDT-ADC, der so ausgebildet ist, dass er das TDR/TDT-Signal vom DUT empfängt.
Die Test- und Messvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Mischer und der lokale Oszillator ferner so ausgebildet sind, dass sie ein Spektrum der Musterwellenform in ein höheres Frequenzband verschieben.
Die Test- und Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: das Quellensteuersignal ein Frequenzauswahlsignal umfasst; und die TDR-Quelle einen Signalgenerator umfasst, der so ausgebildet ist, dass er das Frequenzauswahlsignal empfängt und eine Sinuswelle als einfallendes Signal erzeugt.
Die Test- und Messvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der eine oder die mehreren ADCs einen Einfalls-ADC umfassen, der so ausgebildet ist, dass er das einfallende Signal vom Signalgenerator empfängt, und einen TDR/TDT-ADC, der so ausgebildet ist, dass er das TDR/TDT-Signal vom DUT empfängt.
Ein Verfahren zum Abtasten einer Wellenform unter Verwendung eines Echtzeit-Oszilloskops mit einer Zeitbereichs-Reflektometrie-Quelle, umfassend: Steuern eines Takt- Synthesizer zum Erzeugen eines Sample-Takts und eines Quellensteuersignals; Verwenden einer Zeitbereichs-Reflektometrie-Quelle (TDR-Quelle) zum Empfangen des Quellensteuersignals und zum Erzeugen eines einfallenden Signals, das an eine zu testende Vorrichtung (DUT) angelegt wird; Empfangen des Sample-Taktes an einem oder mehreren Analog-Digital-Wandlern (ADC) und Abtasten des einfallenden Signals von der TDR-Quelle und eines TDR/TDT-Signals von dem DUT, um eine einfallende Wellenform und eine TDR/TDT-Wellenform zu erzeugen; Bestimmen von Zeitpositionen für Abtastwerte in der einfallenden Wellenform und der TDR/TDT-Wellenform unter Verwendung einer Periode der TDR-Quelle, einer Periode des Sample-Taktes und einer Anzahl von Abtastwerten; und Anzeigen der einfallenden Wellenform und der TDR/TDT-Wellenform.
Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Bestimmen von Zeitpositionen für Samples ferner das Bestimmen von Zeitpositionen für Samples gemäß Folgendem umfasst: t_RET (i) = mod(i*T_sample, T_TDR), wobei T_sample die Periode des Sample-Takts ist und T_TDR die Periode des TDR-Taktsignals ist und dem anfänglichen TDR-Taktsignal multipliziert mit einem Taktteiler entspricht.
Das Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Abtastperiode gleich ist: $T_{s a m p l e_R E T} = m o d (T_{T D R,} T_{s a m p l e}),$
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei: das Quellensteuersignal ein vorläufiges TDR-Taktsignal umfasst; und wobei die Verwendung der TDR-Quelle zum Empfangen des Quellensteuersignals und zum Erzeugen des an das DUT anzulegenden einfallenden Signals umfasst: Anlegen eines Taktteilers an das vorläufige TDR-Taktsignal, um einen TDR-Takt zu erzeugen; und Verwenden eines Stufensignalgenerators, der den TDR-Takt empfängt und das an das DUT anzulegende Signal erzeugt.
Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Abtasten des einfallenden Signals an einem oder mehreren ADCs das Abtasten des einfallenden Signals von der TDR-Quelle und des TDR/TDT-Signals vom DUT an einem ADC umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei: das Quellensteuersignal ein Digital-Analog-Wandler (DAC)-Taktsignal umfasst; und wobei die Verwendung der TDR-Quelle zum Empfangen des Quellensteuersignals und zum Erzeugen des an das DUT anzulegenden einfallenden Signals umfasst: Verwenden eines DAC, um das DAC-Taktsignal zu empfangen und eine Musterwellenform zu erzeugen; Erzeugen eines oszillierenden Signals; und Mischen der Wellenform des DAC und des oszillierenden Signals, um das einfallende Signal zu erzeugen, das an das DUT angelegt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 16, wobei ein Abtasten des einfallenden Signals an einem oder mehreren ADCs das Abtasten des einfallenden Signals von der TDR-Quelle an einem Einfalls-ADC und des TDR/TDT-Signals vom DUT an einem TDR/TDT-ADC umfasst.
Das Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei das Mischen der Musterwellenform und des oszillierenden Signals das Verschieben eines Spektrums der Musterwellenform in ein höheres Frequenzband umfasst.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei: das Quellensteuersignal ein Frequenzauswahlsignal umfasst; und wobei die Verwendung der TDR-Quelle zum Empfangen des Quellensteuersignals und zum Erzeugen des an das DUT anzulegenden einfallenden Signals umfasst: Verwenden eines Signalgenerators, der das Frequenzauswahlsignal empfängt und eine Sinuswelle als einfallendes Signal erzeugt, das an das DUT angelegt wird.
Das Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei das Abtasten des einfallenden Signals an einem oder mehreren ADCs das Abtasten des einfallenden Signals von der TDR-Quelle an einem Einfalls-ADC und des TDR/TDT-Signals vom DUT an einem TDR/TDT-ADC umfasst.